(57)【要約】【課題】液晶パネルの押圧に対する液晶分子配列を計算可能な液晶分子配列シミュレーションプログラムを提供する。【解決手段】液晶パネル１の押圧時の液晶分子配列の移動状態を、ｘ方向およびｙ方向などに空間的に移動させる移動ステップにて擬似的に再現する。再現した移動状態から新たに液晶分子配列を、変化計算ステップにより再計算する。液晶パネル１の押圧に対する液晶分子配列を計算可能になり、液晶パネル１を試作することなくシミュレーションソフトにより再現できる。【選択図】図１
2007323594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示素子での液晶分子配列を計算する液晶分子配列シミュレーションプログラムであって、
計算した前記液晶分子配列を空間的に移動させる移動ステップと、
前記空間的に移動させた状態から前記液晶分子配列の変化を計算する変化計算ステップと
を具備したことを特徴とした液晶分子配列シミュレーションプログラム。
【請求項２】
変化計算ステップは、有限要素法により計算する
ことを特徴とした請求項１記載の液晶分子配列シミュレーションプログラム。
【請求項３】
請求項１または２記載の液晶分子配列シミュレーションプログラムが、コンピュータに読み取り可能に記録された
ことを特徴とした液晶分子配列シミュレーションプログラムを記録した媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子での液晶分子配列を計算する液晶分子配列シミュレーションプログラムおよびこれを記録した媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子としての液晶パネルは、一対の透明基板と、これら透明基板上に形成された電極、誘電体層、透明基板間に介在された液晶層、透明基板の外側に設けられた偏光フィルムおよび位相差フィルムなどにより構成されている。そして、液晶層では、電極に印加する電圧を変化させることにより、液晶分子の配列が変化する。その際、液晶パネルに対して透過あるいは反射する光が変化することで、各種表示が可能となっている。
【０００３】
このような液晶パネルにおいて、液晶や誘電体などの物性値、電極などの配置、および、印加電圧などを変化させた際に、液晶分子がどのように配列し、その結果どのような光学特性が得られるかを計算するシミュレーションソフトは、液晶パネルの開発に広く活用されている。このようなシミュレーションソフトを用いることにより、実際に液晶パネルを作製することなく多くの有益な知見が得られ、液晶パネルの特性改善や、新規モードの開発などに役立てることができる。
【０００４】
そして、この種の液晶分子配列シミュレーションプログラムは、一次元、二次元、三次元のいずれかの計算領域内に、液晶層、誘電体層、および、電極などを配置し、電位と液晶分子のダイレクタ成分との間に成り立つ方程式を、適当な境界条件のもとで数値的に解くものであり、その計算手法には、有限要素法、あるいは差分法などがある。また、必要に応じて、計算により得られた液晶分子のダイレクタ成分から液晶パネルの光学特性も計算する（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−３０１８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、液晶パネルの表示品位を低下させる要因の１つに、押圧による液晶分子配列の乱れがある。すなわち、液晶パネルの表面を指などで押した際に、液晶分子配列が乱れ、押圧を除いた後も配列が元の状態に戻らず、それが光学的に認識される場合がある。
【０００６】
液晶パネルの表面を指などで押すような状況は、日常的な使用環境の中で充分にありえるため、押圧に対する耐性を備えた配向制御性を有する液晶パネルの設計が重要である。
【０００７】
しかしながら、上述の液晶分子配列シミュレーションプログラムでは、押圧に対する耐性を再現することができないという問題点を有している。したがって、液晶パネル内の構造や配向制御手段を変化させた際に、押圧に対する耐性がどのように変化するかを評価するために、実際に液晶パネルを試作してみる必要がある。
【０００８】
このため、試作コストの削減のためにも、液晶パネルの押圧に対する耐性を液晶分子配列シミュレーションプログラムにより再現できることが要望されている。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、液晶表示素子の押圧に対する液晶分子配列を計算可能な液晶分子配列シミュレーションプログラムおよびこれを記録した媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、液晶表示素子での液晶分子配列を計算する液晶分子配列シミュレーションプログラムであって、計算した前記液晶分子配列を空間的に移動させる移動ステップと、前記空間的に移動させた状態から前記液晶分子配列の変化を計算する変化計算ステップとを具備したものである。
【００１１】
そして、液晶表示素子の押圧時の液晶分子配列の移動状態を移動ステップにて擬似的に再現し、この再現した移動状態から新たに液晶分子配列を変化計算ステップにより計算する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液晶表示素子の押圧に対する液晶分子配列を計算可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１および図２に平面表示素子としての液晶表示素子である液晶パネル１を示し、この液晶パネル１は、透光性を有する透明基板としての絶縁性基板(ガラス基板)であるアレイ基板２と、透光性を有しアレイ基板２に対向配置された透明基板としての絶縁性基板(ガラス基板)である対向基板３と、これら基板２，３間に介在された液晶層４とを備え、基板２，３の外側に図示しない偏光フィルムおよび位相差フィルムなどが貼着されている。
【００１５】
そして、アレイ基板２上には、図示しない多数の画素がマトリクス状に形成され、これら画素のそれぞれに対応して、図示しないスイッチング素子、これらスイッチング素子に電気的に接続されこれらスイッチング素子を駆動する図示しない配線、および、各スイッチング素子により駆動される透明電極である誘電体層としての画素電極６がそれぞれ形成されている。
【００１６】
画素電極６は、本実施の形態において、例えば１辺長L1、間隔Ｇの平面視正方形状にパターニングされている。
【００１７】
また、対向基板３には、アレイ基板２側に、共通電極として、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等からなる透明導電膜の対向電極７と図示しないカラーフィルタなどとが積層されている。
【００１８】
対向電極７には、複数のリブ８が突設されている。このリブ８は、各画素電極６の平面視の中央部にそれぞれ位置し、本実施の形態においては、直径Ｄ、高さすなわち突出量L2のドーム状に形成されている。
【００１９】
さらに、液晶層４は、図示しない多数の液晶分子が配列され、厚み(画素電極６と対向電極７との間の距離)L3に形成されている。
【００２０】
そして、液晶パネル１は、電極６，７に印加する電圧を、スイッチング素子を介して変化させることにより、液晶層４の液晶分子の配列を変化させ、液晶パネル１を透過あるいは反射する光の変化により表示をするように構成されている。
【００２１】
ここで、このような液晶パネル１において、液晶層４の液晶分子配列を再現する液晶分子配列シミュレーションプログラム(以下、単にプログラムという)は、図示しない液晶分子配列シミュレーション装置としてのシミュレーションシステム(以下、単にシステムという)上で動作する。なお、このシステムは、コンピュータと、このコンピュータに接続された表示手段としてのモニタと、入力手段としてのキーボード装置およびマウスなどとを備え、キーボード装置およびマウスなどにより入力された各種数値に基づいてプログラムによりシミュレートされた液晶分子配列による透過率分布をモニタに表示するように構成されている。
【００２２】
そして、上記一実施の形態の液晶分子配列シミュレーションプログラムによる処理を図３のフローチャートを参照して説明する。なお、図中の丸数字はステップ番号を示す。
【００２３】
まず、システムを起動させ、プログラムを起動させると、入力待ちの状態となる(ステップ１)。
【００２４】
そして、ステップ１において、プログラムの終了コマンドが入力された場合には、このプログラムを終了する(ステップ２)。また、ステップ１において、液晶分子配列の計算コマンドが入力された場合には、入力された各数値に基づき液晶分子配列の計算をし(ステップ３)、ステップ１において、液晶分子配列の押圧に対する耐性の計算コマンドが入力された場合には、入力された各数値に基づき耐性の計算をする(ステップ４)。
【００２５】
なお、ステップ１において、入力コマンドがない場合には、ステップ１にて入力待ちを継続する。
【００２６】
ここで、ステップ３の液晶分子配列の計算をする場合について説明する。このステップ３の計算は、一次元、二次元、三次元のいずれかの計算領域内に、液晶層４(図１)、電極６，７(図１)などを配置して、電位Ｖおよび液晶分子のダイレクタ成分ｎx、ｎy、ｎzの間に成り立つ方程式を、適当な境界条件のもとで数値的に解くものであり、電位計算と液晶分子ダイレクタの計算とを交互に繰り返しながら時間発展させていく。
【００２７】
すなわち、図４のフローチャートに示すように、まず、電位計算をし(ステップ11)、次いで、この計算した電位に基づいて液晶分子ダイレクタ成分を計算し(ステップ12)、時間Ｔが経過したかどうかを判断し(ステップ13)、時間Ｔが経過したと判断した場合には図３のステップ１に戻り、時間Ｔが経過しないと判断した場合には、ステップ12で求めた液晶分子ダイレクタ成分を、既知の液晶分子ダイレクタ成分として設定し、時間ステップを１つ増加させて(ステップ14)、ステップ11に戻る。
【００２８】
以下、ステップ11の具体的な計算方法を示す。なお、本実施の形態においては、便宜的に二次元の場合について説明し、電位を例えば有限要素法により計算することとする。
【００２９】
まず、図５に示すように、二次元領域内を三角形の要素に分割し、各要素の頂点(以下、節点という)の座標を(ｘ(i)，ｚ(j))とし、Δｘ＝ｘ(i+1)−x(i)、Δｚ＝z(j+1)−z(j)とする。また、計算開始時の時間をｔ(0)とし、その後、時間ｔ(1)、ｔ(2)、…、ｔ(k)、…における電位を計算していく。なお、Δｔ＝ｔ(k+1)−t(k)とする。
【００３０】
また、節点(ｘ(i)，ｚ(j))における時間ｔ(k)での電位をＶ(i,j,k)とし、各要素内において誘電率テンソルの成分は一定であるとする。
【００３１】
この条件下において、要素Ｉ内の電位Ｖを、座標(ｘ，ｚ)の一次式で次のように近似する。
【００３２】
Ｖ＝α1＋α2ｘ＋α3ｚ  ……(1)
【００３３】
ここで、電界Ｅは(−∂Ｖ/∂ｘ，０，−∂Ｖ/∂ｚ)であるから、上記(1)式は「要素内で電界が一定である」とみなせるほど各要素が充分小さいと仮定していることと等価である。そして、上記(1)式のα1、α2、α3は、次式で与えられる。
【００３４】
Ｖ(i,j,k)＝α1＋α2ｘ(i)＋α3ｚ(j)  ……(2)
Ｖ(i,j+1,k)＝α1＋α2ｘ(i)＋α3ｚ(j+1)  ……(3)
Ｖ(i+1,j+1,k)＝α1＋α2ｘ(i+1)＋α3ｚ(j+1)  ……(4)
【００３５】
一般に、誘電率テンソルεの媒質においては、次のラプラス方程式が成り立つ。
【００３６】
div(εgradＶ)＝０  ……(5)
【００３７】
この(5)式は、ε11、ε13、ε33を誘電率テンソル成分としたときに次の汎関数Ｘを二次元の領域内で最小にすることと等価である。
【００３８】
Ｘ＝１/２∫(εgradＶ)(gradＶ)ｄｘｄｚ
＝１/２∫{ε11(∂Ｖ/∂ｘ)2＋２ε13(∂Ｖ/∂ｘ)(∂Ｖ/∂ｚ)＋ε33(∂Ｖ/∂ｚ)2}ｄｘｄｚ  ……(6)
【００３９】
そして、各要素の面積は、ΔｘΔｚ/２であるから、各要素におけるＸｈは次式で表される。
【００４０】
Ｘh＝(ΔｘΔｚ/４)(ε11α22＋２ε13α2α3＋ε33α32)  ……(7)
【００４１】
上記(2)〜(4)式により、α2、α3を求めて(7)式に代入すると、要素ＩのポテンシャルエネルギーＸIが求まる。
【００４２】
ここで、計全体のポテンシャルエネルギーＸは、
Ｘ＝ΣＸh(領域内の全ての要素)  ……(8)
であるから、Ｘが最小になるようにＶ(i,j,k)を定めれば、この値は(1)式の仮定のもとに得られた近似値であり、要素分割を細かくすることで、得られた値が真の空間電位に近づくことが期待できる。Ｘを最小にするには節点電位Ｖ(i,j,k)を変数パラメータと考え、各Ｖ(i,j,k)に対する微分を０とする。
【００４３】
ＸをＶ(i,j,k)に関して微分して０とおくと、節点(ｘ(i)，ｚ(j))に関係する６個の要素Ｉ〜VIだけが残る。
【００４４】
∂Ｘ/∂Ｖ(i,j,k)
＝∂ＸI/∂Ｖ(i,j,k)＋∂ＸII/∂Ｖ(i,j,k)＋∂ＸIII/∂Ｖ(i,j,k)＋∂ＸIV/∂Ｖ(i,j,k)＋∂ＸV/∂Ｖ(i,j,k)＋∂ＸVI/∂Ｖ(i,j,k)
＝０  ……(9)
【００４５】
各要素のポテンシャルエネルギーは節点(ｘ(i)，ｚ(i))での電位Ｖ(i,j,k)に関して二次式である。したがって、Ｖ(i,j,k)で微分するとＶ(i,j,k)に関する一次式が得られる。全ての節点(ｘ(i)，ｚ(j))の電位Ｖ(i,j,k)について、上記(9)式を立てることにより、未知数と同数の連立一次方程式が得られる。すなわち、(9)式は、次のように変形される。
【００４６】
Ｃ0(i,j,k)Ｖ(i,j,k)＝Ｃ1(i,j,k)Ｖ(i+1,j,k)＋Ｃ2(i,j,k)Ｖ(i-1,j,k)＋Ｃ3(i,j,k)Ｖ(i,j+1,k)＋Ｃ4(i,j,k)Ｖ(i,j-1,k)＋Ｃ5(i,j,k)Ｖ(i+1,j+1,k)＋Ｃ6(i,j,k)Ｖ(i-1,j-1,k)  ……(10)
【００４７】
ただし、Ｃ0(i,j,k)、Ｃ1(i,j,k)、Ｃ2(i,j,k)、Ｃ3(i,j,k)、Ｃ4(i,j,k)、Ｃ5(i,j,k)、Ｃ6(i,j,k)は、誘電率テンソルの関数であり、ε11、ε33、ε13は節点(ｘ(i)，ｚ(j))における液晶分子ダイレクタ成分ｎx(i,j,k)、ｎy(i,j,k)、ｎz(i,j,k)の関数である。
【００４８】
以上、有限要素法による計算について説明したが、差分法による場合でも上記(10)式と同様の式が得られる。
【００４９】
そして、上記(10)式により得られる連立一次方程式を、例えばＳＯＲ(Successive Over-Relaxation、連続過緩和)法などにより解く。
【００５０】
以下、ＳＯＲ法による手順を、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５１】
まず、前の時間ステップにおけるＶ(i,j,k-1)をＶ(i,j,k)の近似値として用いる(ステップ15)。
【００５２】
次いで、Ｖ(i,j,k)からＶ(i,j,k-1)を減算したΔＶを、次の式により求める(ステップ16)。
【００５３】
ΔＶ＝{Ｃ1(i,j,k)Ｖ(i+1,j,k)＋Ｃ2(i,j,k)Ｖ(i-1,j,k)＋Ｃ3(i,j,k)Ｖ(i,j+1,k)＋Ｃ4(i,j,k)Ｖ(i,j-1,k)＋Ｃ5(i,j,k)Ｖ(i+1,j+1,k)＋Ｃ6(i,j,k)Ｖ(i-1,j-1,k)}/Ｃ0(i,j,k)−Ｖ(i,j,k)  ……(11)
【００５４】
さらに、このステップ16で求めたΔＶに過緩和係数ωをかけた分だけＶ(i,j,k)を変化させたものを新たにＶ(i,j,k)とする(ステップ17)。
【００５５】
Ｖ(i,j,k)←Ｖ(i,j,k)＋ωΔＶ  ……(12)
【００５６】
そして、全ての節点においてΔＶが予め定めた収束条件δよりも小さいかどうかを判断し(ステップ18)、このステップ18において、１つでも収束条件を満たさないＶ(i,j,k)があった場合にはステップ16に戻り、ステップ18において、ΔＶが収束条件δよりも小さい場合には、新たに得られたＶ(i,j,k)を連立方程式の解とする(ステップ19)。
【００５７】
上記各計算をまとめると、ステップ11(図４)は、図７に示すように、初期配向(ｎx(i,j,0)、ｎｙ(i,j,0)、ｎz(i,j,0))と初期電位(Ｖ(i,j,0))とを設定するステップ(ステップ21)と、既知であるｎx(i,j,k)、ｎｙ(i,j,k)、ｎz(i,j,k)を用いて、誘電率テンソル成分ε11、ε33、ε13を求めるステップ(ステップ22)と、これら誘電率テンソル成分ε11、ε33、ε13から、これら誘電率テンソル成分の関数であるＣ0(i,j,k)、Ｃ1(i,j,k)、Ｃ2(i,j,k)、Ｃ3(i,j,k)、Ｃ4(i,j,k)、Ｃ5(i,j,k)、Ｃ6(i,j,k)を求めるステップ(ステップ23)と、これらＣ0(i,j,k)〜Ｃ6(i,j,k)に基づいてＶ(i,j,k)を求めるステップ(ステップ24)とからなる。
【００５８】
次に、ステップ12(図４)の具体的な計算方法を示す。
【００５９】
液晶分子ダイレクタの運動方程式は、例えば文献(A.Kilian and S.Hess Z.Naturforsch.44a,693(1989)など)によると、γ1を回転粘性係数、λをラグランジュの未定乗数として、次のように表すことができる。
【００６０】
γ1∂ｎu/∂t＝Ｋcom{ｎxΔ(ｎuｎx)＋ｎyΔ(ｎuｎy)＋ｎzΔ(ｎuｎz)}＋Δε∂Ｖ/∂ｕ(ｎx∂Ｖ/∂ｘ＋ｎy∂Ｖ/∂ｙ＋ｎz∂Ｖ/∂ｚ)＋λｎu  (ｕ＝ｘ，ｙ，ｚ)  ……(13)
【００６１】
ただし、一弾性対数近似(フランクの弾性定数：Ｋ11＝Ｋ22＝Ｋ33≡Ｋcom)を採用している。
【００６２】
そして、上記(13)式を差分化すると、以下のようになる。
【００６３】
ｎx(i,j,k+1)
＝ｎx(i,j,k)＋ＫcomΔｔ/γ1[{ｎx(i+1,j,k)(ｎx(i,j,k)ｎx(i+1,j,k)＋ｎy(i,j,k)ｎy(i+1,j,k)＋ｎz(i,j,k)ｎz(i+1,j,k))−ｎx(i,j,k)
＋ｎx(i-1,j,k)(ｎx(i,j,k)ｎx(i-1,j,k)＋ｎy(i,j,k)ｎy(i-1,j,k)＋ｎz(i,j,k)ｎz(i-1,j,k))−ｎx(i,j,k)}/Δｘ2
＋{ｎx(i,j+1,k)(ｎx(i,j,k)ｎx(i,j+1,k)＋ｎy(i,j,k)ｎy(i,j+1,k)＋ｎz(i,j,k)ｎz(i,j+1,k))−ｎx(i,j,k)
＋ｎx(i,j-1,k)(ｎx(i,j,k)ｎx(i,j-1,k)＋ｎy(i,j,k)ｎy(i,j-1,k)＋ｎz(i,j,k)ｎz(i,j-1,k))−ｎx(i,j,k)}/Δｚ2]
＋ΔεΔｔ/(４γ1Δｘ){Ｖ(i+1,j,k)−Ｖ(i-1,j,k)}[ｎx(i,j,k){Ｖ(i+1,j,k)−Ｖ(i-1,j,k)}/Δｘ＋ｎz(i,j,k){Ｖ(i,j+1,k)−Ｖ(i,j-1,k)}/Δｚ]  ……(14)
【００６４】
なお、ｎy(i,j,k+1)、ｎz(i,j,k+1)については、ｎx(i,j,k+1)と同様であるので省略する。
【００６５】
そして、上記(14)式から、既知である時間ｔ(k)におけるｎx(i,j,k)、ｎy(i,j,k)、ｎz(i,j,k)、Ｖ(i,j,k)に基づき、未知である時間ｔ(k+1)におけるｎx(i,j,k+1)、ｎy(i,j,k+1)、ｎz(i,j,k+1)を求める。なお、ラグランジュの未定乗数λは、上記(14)式により求めたｎx(i,j,k+1)、ｎy(i,j,k+1)、ｎz(i,j,k+1)を以下に示すように規格化することにより、無視できる。
【００６６】
ｎx(i,j,k+1)←ｎx(i,j,k+1)/((ｎx(i,j,k+1)2＋ｎy(i,j,k+1)2＋ｎz(i,j,k+1)2)1/2
ｎy(i,j,k+1)←ｎy(i,j,k+1)/((ｎx(i,j,k+1)2＋ｎy(i,j,k+1)2＋ｎz(i,j,k+1)2)1/2
ｎz(i,j,k+1)←ｎz(i,j,k+1)/((ｎx(i,j,k+1)2＋ｎy(i,j,k+1)2＋ｎz(i,j,k+1)2)1/2  ……(15)
【００６７】
このようにして、ｎx(i,j,k+1)、ｎy(i,j,k+1)、ｎz(i,j,k+1)を求める。
【００６８】
また、ステップ14においては、ステップ12において求めたｎx(i,j,k+1)、ｎy(i,j,k+1)、ｎz(i,j,k+1)を、それぞれ新たな既知のｎx(i,j,k)、ｎy(i,j,k)、ｎz(i,j,k)とし、ｋ＝ｋ＋１として、ステップ11に戻る。
【００６９】
なお、上記ステップ３(図３)の計算は、一次元、三次元の場合でも同様であり、また、図５に示すように要素の形状が同一で規則正しく配置している場合の他に、要素の形状などを不規則とした場合でも同様に計算できる。さらに、上記各計算の他に、例えば液晶の界面におけるアンカリングエネルギー、液晶のＬｅｓｌｉｅ粘性係数などを方程式に取り込むことも可能である。
【００７０】
一方、図３に示すステップ４の液晶分子配列の押圧に対する耐性を計算する場合について説明する。
【００７１】
液晶パネル１(図１)を指などで押圧した際の液晶分子配列の変化は、各基板２，３の機械的な変形や液晶の流れなどが複雑に影響して生じる現象であるため、現状のシミュレーション技術で忠実に再現することは容易でない。押圧時の液晶分子配列の変化を観察すると、図８に示すように、押圧力Ｐを加えて押圧した位置を中心として、液晶分子配列が例えば矢印D1〜D4方向に移動すなわちシフトする現象が生じ、押圧を取り除いた後は、シフトにより乱れた液晶分子配列が押圧前の状態に戻る場合、あるいは戻らない場合がある。
【００７２】
ステップ４(図３)に示す耐性の計算は、上記図８に示す現象を擬似的に再現するもので、ステップ３(図３)により計算した液晶分子配列を空間的にシフトさせ、その状態から新たに液晶分子配列の変化を計算する。
【００７３】
すなわち、図９に示すように、まず、計算した液晶分子配列を読み込めるかどうかを判断し(ステップ31)、読み込めないと判断した場合には読み込めないことをモニタなどに表示して(ステップ32)、図３に示すステップ１に戻り、読み込めると判断した場合には、液晶分子配列の読み込みを実行する(ステップ33)。
【００７４】
次いで、図２に示す偏光フィルムなどの偏光素子の吸収軸方向A1に沿ったｘ方向およびｙ方向の移動量すなわちシフト量を入力する(ステップ34)と、このシフト量に対応して、ステップ33で読み込んだ液晶分子配列をｘ方向、あるいはｙ方向にそれぞれ空間的にシフトさせ(ステップ35(移動ステップ))、このシフトさせた状態から液晶分子配列の変化を、上記ステップ３(図３)と同様の計算により再度計算し(ステップ36(変化計算ステップ))、図３に示すステップ１に戻る。
【００７５】
なお、ステップ34において、ｘ方向およびｙ方向の入力の際には、例えば図１０に示すダイアログなどがモニタに表示される。このダイアログには、ｘ方向の数値を入力する数値入力域としてのｘ入力域11と、ｙ方向の数値を入力する数値入力域としてのｙ入力域12と、これら入力域11，12に入力された数値を読み込ませるためのＯＫボタン13と、入力域11，12に入力された数値を無効にするキャンセルボタン14とが設けられている。
【００７６】
そして、上記ステップ４(図３)の計算による計算結果の実施例を図１１ないし図１４に示す。ここで、画素電極６の１辺長L1を５０μｍ、間隔Ｇを１０μｍ、リブ８の直径Ｄを１０μｍ、突出量L2を１．５μｍ、液晶層４の厚みL3を４．０μｍとし、電極６，７間には５．０Ｖの電圧を印加し、図２に示す計算領域Ａに対して計算をした。
【００７７】
図１１に定常状態における透過率分布を示し、この定常状態からｘ方向およびｙ方向に２０μｍずつそれぞれシフトさせた状態を図１２に示す。すなわち、この図１２に示す状態は、液晶パネル１(図１)の押圧直後の状態に相当する。
【００７８】
この後、電極６，７間に５．０Ｖの電圧を印加したままの状態で、３秒間経過した時点での透過率分布を計算した結果を図１３に示す。すなわち、この図１３に示す状態は、図１１に示す状態と略同一の状態であり、押圧により乱れた液晶分子配列が略元の状態に戻ったことに相当する。
【００７９】
一方、リブ８(図１)の突出量L2のみを０．５μｍとして、同様に押圧後３秒経過した時点での透過率分布を計算した結果を図１４に示す。この図１４に示すように、突出量L2を０．５μｍとした場合には、図１３に示す突出量L2が１．５μｍの場合と比較して、液晶分子配列が元の状態に戻っていないことが分かる。
【００８０】
実際に作製した液晶パネルにおいても、リブの突出量が小さいと押圧に対する耐性が低いことが確認されており、実際の現象とシミュレーションによる計算結果とが定性的に一致した。
【００８１】
すなわち、上述したように、上記一実施の形態によれば、液晶パネル１の押圧時の液晶分子配列の移動状態を、ｘ方向およびｙ方向などに空間的に移動させる移動ステップ(ステップ35)にて擬似的に再現し、この再現した移動状態から新たに液晶分子配列を、変化計算ステップ(ステップ36)により再計算することで、液晶パネル１の押圧に対する液晶分子配列を計算可能になり、液晶パネル１を試作することなくシミュレーションソフトにより再現でき、液晶パネル１の押圧に対する耐性をシミュレーションにより評価することが可能になり、液晶パネルの試作コストおよび試作に要する時間などを削減できる。
【００８２】
また、図１１ないし図１４などに示すように、液晶パネル１の押圧前の状態と押圧後一定時間が経過した時点との状態が、液晶パネル１の正面および斜め視角においてどの程度の透過率差があるかを調べることで、押圧に対する耐性を定量化することも可能である。
【００８３】
さらに、変化計算ステップにおいて、液晶分子配列を有限要素法により再計算することで、効率的かつ精度よく計算できるとともに、ステップ３(図３)の液晶分子配列の計算と同じ方法で計算することで、プログラムを簡略化することが可能になる。
【００８４】
なお、上記一実施の形態において、液晶分子配列シミュレーションプログラムを光ディスク、あるいは磁気ディスクその他の媒体にコンピュータ読み取り可能に記録し、コンピュータに自動的に動作させたりすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施の形態の液晶分子配列シミュレーションプログラムにより処理される液晶表示素子を示す縦断面図である。
【図２】同上液晶表示素子を示す平面図である。
【図３】同上液晶分子配列シミュレーションプログラムの処理を示すフローチャートである。
【図４】同上液晶分子配列シミュレーションプログラムの液晶分子ダイレクタ成分の計算処理を示すフローチャートである。
【図５】同上液晶表示素子の液晶層の電位および座標の関係を示す説明図である。
【図６】同上液晶分子ダイレクタ成分の計算の一部を示すフローチャートである。
【図７】同上液晶分子ダイレクタ成分の計算の一部を示すフローチャートである。
【図８】同上液晶表示素子を示す説明斜視図である。
【図９】同上液晶分子配列シミュレーションプログラムの液晶表示素子の押圧に対する液晶分子配列の計算を示すフローチャートである。
【図１０】同上液晶分子配列シミュレーションプログラムの液晶表示素子の押圧に伴う液晶分子配列の移動量を設定するダイアログを示す説明図である。
【図１１】同上液晶分子配列シミュレーションプログラムによる液晶分子配列の計算結果の一実施例を示す説明図である。
【図１２】同上液晶分子配列の液晶表示素子の押圧に対する移動状態の計算結果を示す説明図である。
【図１３】同上移動状態からの液晶分子配列の再計算結果を示す説明図である。
【図１４】同上液晶分子配列シミュレーションプログラムによる液晶分子配列の液晶表示素子の押圧に対する移動状態からの再計算結果の他の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
１    液晶表示素子としての液晶パネル
【図１】
2007323594.tif 000003
【図２】
2007323594.tif 000004
【図３】
2007323594.tif 000005
【図４】
2007323594.tif 000006
【図５】
2007323594.tif 000007
【図６】
2007323594.tif 000008
【図７】
2007323594.tif 000009
【図８】
2007323594.tif 000010
【図９】
2007323594.tif 000011
【図１０】
2007323594.tif 000012
【図１１】
2007323594.tif 000013
【図１２】
2007323594.tif 000014
【図１３】
2007323594.tif 000015
【図１４】
2007323594.tif 000016